| Termisk assisterede oprensninger 7 Monitering - in situ7.1 Materialevalg til moniteringsudstyr
Brugen af termisk assisterede in situ oprensningsmetoder, med opvarmning af de forurenede jordlag til temperaturer op mod eller over 100 °C, stiller nogle særlige krav til metode- og materialevalg ved monitering og dokumentation af oprensningsforløbet samt i forbindelse med håndtering af afkast. 7.1 Materialevalg til moniteringsudstyrErfaringer fra en række af de gennemførte projekter med termisk oprensning (Newmark et al. 1994; Bergsman, 1997; Aines, 1997) viser, at valg af materialer til boringer, bestykning, rørføringer, sensorer mv. kræver særlig opmærksomhed. De høje temperaturer kan ændre de normalt anvendte materialers egenskaber væsentligt. Endvidere kan det forurenede jord- og grundvandsmiljø være meget korrosivt ved høje temperaturer. Valgte materialer De bedste erfaringer er opnået med boringsudbygning, bestykninger, rørføringer mv. bestående af CPVC (temperaturresistent PVC), rustfrit stål, carbon stål, kobber, aluminium, jern (elektroder) og glasfiber. I tabel 7.1 er angivet nogle eksempler på materialevalg, som i referencerne er angivet at være succesfulde.
Tabel 7.1 Eksempel på succesrige materialevalg 7.2 Dokumentation af forureningsniveau før oprensningForureningskortlægning Kravene til de udførte forureningsundersøgelser forud for projektering af termiske oprensninger afviger ikke fra kravene stillet i forbindelse med de mere gængse anvendte in situ oprensningsmetoder. På baggrund af undersøgelserne skal der således foreligge en detaljeret geologisk og hydrogeologisk beskrivelse af lokaliteten, samt en detaljeret beskrivelse af forureningssituationen, herunder en beskrivelse af de faser forureningen forekommer på: Fri fase (mobil), residual fri fase (jordforurening), opløst grundvandsforurening og poreluftforurening. I det aktuelle oprensningsområde bør der endvidere foreligge en sikker vertikal forureningsafgrænsning. På større forureningssager kan der i kortlægningen inddrages Elektrisk Resistivitets Tomografi (ERT), fiber optiske sensorer og geofysiske logs; jf. appendiks 1. 7.3 Kontrol af opvarmningens udbredelse og fordelingTemperaturfordeling og dampfronter Som led i de udførte demonstrationsprojekter og fuld skala oprensninger (Newmark et al. 1994, SCE & S, 1997), er der udviklet metoder til monitering af udbredelsen af temperatur- og dampfronter i jordlagene. Temperaturdata kan opnås med termofølere fast monteret i boringer, med borehulslogging med infrarød sensor og ved hjælp af ERTmålinger af temperaturbetingede forskelle i jordlagenes resistivitet, jf. appendiks 1. Endvidere er tiltmetre, der viser, når små forskydninger opstår i jorden, anvendt til bestemmelse af dampfronters udbredelse (Newmark et al. 1994). 7.3.1 TermofølereTemperaturmåling Termofølere installeres typisk på elektrode- og moniteringsboringer i og omkring de forurenede jordlag med en indbyrdes lodret afstand på 0,5-1,0 m og kan anvendes ved temperaturer op til ca. 2.000 °C. Følerne forbindes typisk til et computerstyret dataopsamlingssystem, hvorved det er muligt at opnå detaljerede tidsserier for temperaturen i diskrete punkter, og således via energibalancen kan der opnås en solid dokumentation af opvarmnings- og afkølingsforløb. Desuden er temperaturdata vigtige i kontrollen af, at elektrodetemperaturen ikke overskrider tolerancen for de anvendte materialer. Endelig giver målingerne dokumentation af opvarmningens horisontale udbredelse i de jordlag, som ønskes oprenset og den vertikale temperaturudbredelse til omkringliggende mindre forurenede lag. Målingerne med termofølere anvendes desuden til kalibrering af infrarøde logs og i tolkningen af ERT-data (Appendiks 1). 7.3.2 Borehulslogging med infrarød sensorInfrarød sensor Borehulslogging med infrarød sensor (jf. appendiks 1) er anvendt på Lawrence Livermore National Laboratory (Afsnit 5.3; Newmark et al. 1994), og giver hurtige og detaljerede temperaturprofiler i elektrode- og moniteringsboringer. Metoden kan anvendes som supplement til fastinstallerede termofølere. I udvalgte perioder omkring opvarmning til kogepunkter, eller ved dampgennembrud, kan metoden hurtigt give præcise data om udviklingen ved boringerne. 7.3.3 Elektrisk Resistivitets TomografiERT Elektrisk Resistivitets Tomografi (ERT) kan blandt andet anvendes til 2-dimensionale målinger af temperaturbetingede ændringer i resistivitetsforholdene i jorden mellem boringer forsynet med ERTelektroder (Appendiks 1). Opvarmning af de forurenede jordlag fra ca. 15 til 100 °C medfører generelt et fald i resistiviteten på op til ca. 60 %, (Newmark et al. 1997). Faldende vandindhold medfører modsat stigende resistivitet. P.t. er der ikke redegjort entydigt for resistivitetsforholdenes afhængighed af samtlige parametre i jord- og grundvandsmiljøet. Ved at betragte ændringerne i resistiviteten under opvarmningen, og sammenholde ERT- og termofølerdata, har det været muligt at identificere, hvor i tværsnittet mellem boringerne temperaturændringerne er mest markante. Svarer dette ikke til de ønskede (forurenede) jordlag, er der mulighed for tidligt i forløbet at justere på energitilførslen (elektrisk opvarmning eller dampinjektion). ERT kan således være et vigtigt kontrolredskab i driftfasen for termiske oprensninger, selv om teknologien endnu ikke er fuldt dokumenteret og udbygget. 7.3.4 TrykmålingerTrykmåling Ved dampinjektion og elektrisk opvarmning til kogepunktet for porevæsken kan der anvendes in situ tryktransducere til monitering af trykforholdene i forskellige jordlag i det behandlede område. Alternativt kan det vælges at installere tynde stålrør med åbning i de ønskede måledybder, og foretage trykmålingerne manuelt/automatisk ved terræn. Med målingerne kan passage af dampfronter, eller dampudvikling in situ pga. kogning, identificeres i adskilte jordlag. 7.4 Dokumentation af spredning af forureningenStoffernes udbredelse måles I lighed med traditionelle in situ afværgeforanstaltninger bør der gennemføres kontrolmålinger på grundvand og poreluft - herunder kortlægning af vakuumudbredelse i den umættede zone ved brug af vakuumekstraktion - udtaget i periferien af oprensningsområdet til dokumentation af, at der ikke under oprensningen sker en uønsket forureningsspredning fra kildeområdet. 7.5 Dokumentation af oprensningseffektSlutprøver Der bør stilles samme krav til dokumentation af forureningsniveau efter oprensning til termiske oprensninger - som til andre in situ oprensninger. Dette vil således typisk være standsning af oprensningen med efterfølgende observationer for tilbageslag af forureningsniveauer i kombination med udtagning af poreluft-, jord- og vandprøver, til kontrol af hvorvidt oprensningskriterierne er nået. Sluttemperaturer Ved afslutning af termiske oprensninger vil temperaturen i de relevante jordlag dog typisk være mellem 50 og 100 °C, hvorfor der må udvises særlig omhyggelighed, og anvendes specielle procedurer ved prøvetagning for at minimere tabet af forureningskomponenter. Uden afkøling kan grunde forblive varme i mange år. Eksempelvis er jorden på grunden anvendt til Dynamic Underground Stripping (afsnit 5.3) stadig omkring 60 °C tre år efter afslutning af opvarmningen. Varm luft For TCE medfører en stigning i porelufttemperaturen fra 20 til 90 °C en reduktion af sorptionskonstanten (tørt materiale) på ca. I størrelsesorden (Heron, 1997b). Således bør poreluftprøver på kuleller ATD-rør af opvarmet luft udtages ved et flow på maksimalt 0,1 l/min mod normalt ca. 1 l/min. Varm jord Da flygtigheden (damptryk og Henrys konstant) ligeledes stiger drastisk med temperaturen, bør jordprøver fra opvarmede områder udtages som kerneprøver, der forsegles og nedkøles umiddelbart efter udtagning. Alternativt kan der udtages prøver fra en hulsnegl. Endelig bør vandprøver udtages ved relativt højt flow for at reducere diffusionstab, og nedkøles straks. |